Werkblad Warmtemotoren en koelmachines met antwoorden

Een warmtemotor neemt per cyclus 3400 kJ warmte op uit een warm reservoir en staat 2550 kJ af aan een koud reservoir. Vind de netto arbeid W die hij per cyclus levert.

Een elektriciteitscentrale levert een netto vermogen van 750 MW met een thermisch rendement van 38%. Vind de warmtestroom Q̇_L die aan het koelwater wordt afgestaan.

Een warmtemotor krijgt warmte van een bron op 750 °C en staat warmte af aan de omgeving op 40 °C. Het werkelijke thermisch rendement is 49%. Vind het exergetisch rendement η_II, de verhouding van het werkelijke rendement tot het Carnotrendement.

Een warmtemotor werkt tussen een warm reservoir van 750 °C en een koud reservoir van 30 °C. Hij neemt 2800 kJ warmte op. Vind de meeste arbeid W_max die hij zou kunnen leveren.

Een koelkast houdt de koude ruimte op 5 °C in een keuken van 30 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 5 kW. Vind het minimaal benodigde vermogen Ẇ_min.

Een koelkast houdt de koude ruimte op 2 °C in een keuken van 28 °C, en onttrekt warmte aan de koude ruimte met 2 kW. Vind de hoogst mogelijke prestatiecoëfficiënt COP_max.